[发明专利]沉降光纤串、沉降实时监测系统及其使用方法

说明书

为了解决现有的监测环境沉降系统无法实现自动化实时监测、以及监测设备成本较高的问题，本发明提供一种沉降光纤串、沉降实时监测系统及其使用方法。本发明的一种沉降光纤串的技术方案如下：一种沉降光纤串，包括蝴蝶形光纤、以及光纤串固定件；所述蝴蝶形光纤包括上部的两个端点以及下部的两个圆环，所述蝴蝶形光纤由一根光纤环绕而成；所述光纤串固定件正面的两侧分别设置竖向移动槽，所述竖向移动槽上分别设置水平定位件，所述水平定位件沿竖向移动槽竖向移动；两个竖向移动槽之间设置两个定位器；所述蝴蝶形光纤设置于两个竖向移动槽之间，所述蝴蝶形光纤的两端分别穿过水平定位件，所述蝴蝶形光纤的两个圆环的底部分别与定位器活动接触。

技术领域

本发明属于建筑施工技术领域，特别涉及一种沉降光纤串、沉降实时监测系统及其使用方法。

背景技术

中国是目前世界上地下空间开发利用的大国，城市轨道交通建设速度位居世界首位，城市地下空间的总体规模和总量即将居世界首位，许多世界瞩目的大型地下工程与基础设施正在规划建设之中。

大型地下工程施工不可避免对紧邻建(构)筑物等环境产生影响，如造成周边土体沉降、建筑开裂、地铁隧道差异变形。为了有效监测和预测环境沉降变形，通常采用全站仪、静力水准仪等手段进行监测。通过人工采用全站仪对大面积周围环境沉降进行监测，无法实现自动化、实时地监测；尽管通过静力水准仪可解决监测自动化和实时性的问题，但是，由于地下工程周围环境面积大、范围广，并且静力水准仪造价昂贵，使得静力水准仪监测点通常布设较少，无法全面反应环境沉降状态，因此采用静力水准仪对环境沉降进行监测的适用性较差。

随着城市建设的发展和完善，城市的地铁线路日益密集，地下工程施工周边环境日益复杂、扰动敏感高、环境保护要求日趋严格，例如基坑施工引起地铁隧道的变形需控制10mm以内，靠近地铁侧基坑围护变形日变化量小于1mm。很显然，传统手动监测、被动控制的方法已不满足工程建造需求，迫切需要研发新的自动监测技术和主动控制装置，提高环境变形控制精度，实现大型地下工程施工环境影响微扰动的主动控制，确保基坑和周围环境安全。以环境沉降为例，为实现主动控制，首要解决的问题是需研发价格低廉、适用于大范围监测、实时自动化监测的装置或系统，为此开发新型沉降实时监测系统是本领域亟需解决的问题。

发明内容

为了解决现有的监测环境沉降系统无法实现自动化实时监测、以及监测设备成本较高的问题，本发明提供一种沉降光纤串、沉降实时监测系统及其使用方法。

本发明的一种沉降光纤串的技术方案如下：

一种沉降光纤串，包括蝴蝶形光纤、以及光纤串固定件；

所述蝴蝶形光纤包括上部的两个端点以及下部的两个圆环，所述蝴蝶形光纤由一根光纤环绕而成；

所述光纤串固定件正面的两侧分别设置竖向移动槽，所述竖向移动槽上分别设置水平定位件，所述水平定位件沿竖向移动槽竖向移动；两个竖向移动槽之间设置两个定位器；

所述蝴蝶形光纤设置于两个竖向移动槽之间，所述蝴蝶形光纤的两端分别穿过水平定位件，所述蝴蝶形光纤的两个圆环的底部分别与定位器活动接触。

本发明的一种沉降光纤串，安装于待测地区，蝴蝶形光纤与光纤解调仪串联连接，光纤解调仪用于监测蝴蝶形光纤的光纤输出特性常数的变化。当待测地区的地面发生沉降时，蝴蝶形光纤会被定位器向下拉动，从而引起蝴蝶形光纤的形变。蝴蝶形光纤发生形变后，其光纤输出特性常数会发生变化。由于光纤输出特性常数与沉降变形呈一定的函数关系，因此，就可以通过测量蝴蝶形光纤的光纤输出特性常数计算出待测地区的沉降变形。实现对待测地区的沉降进行实时监测。

进一步的，所述沉降光纤串中，所述蝴蝶形光纤的端点穿过水平定位件后环绕设置，形成环形缓冲光钎。环形缓冲光钎在定位器向下拉动蝴蝶形光纤时起到缓冲作用，为蝴蝶形光纤提供一定的变形空间。